Comunicació RF: protocol i aplicació

RF es refereix a les freqüències que entren dins de l’espectre electromagnètic associades a la propagació de les ones de ràdio. El corrent de RF crea camps electromagnètics quan s'aplica a una antena que propaga el senyal aplicat a través de l'espai. Les comunicacions basades en ones electromagnètiques s’utilitzen durant moltes dècades, especialment per a comunicacions de veu sense fils i comunicacions de dades. La freqüència del senyal de RF és inversament proporcional a la longitud d'ona del camp. La velocitat d’oscil·lació de les freqüències de ràdio oscil·la entre els 30 kHz i els 300 GHz.

Les ones RF que han estat modulades per contenir informació s’anomenen senyals RF. Aquests senyals de RF tenen alguns comportaments que es poden predir i detectar i poden interactuar amb altres senyals. S’han d’utilitzar antenes per rebre els senyals de ràdio. Aquestes antenes captaran més nombre de senyals de ràdio alhora. Mitjançant l'ús de sintonitzadors de ràdio es poden agafar freqüències particulars. Hi ha algunes bandes lliures disponibles que s’utilitzen per a aplicacions de control remot. També s’anomenen bandes ISM (industrials, científiques i mèdiques). La banda de freqüència més atractiva és de 434 MHz.

Cal modular les dades de la càrrega útil a l’operador de RF. Dues tècniques senzilles de modulació són clau per a amplitud de teclat (ASK) i freqüència de teclat (FSK). Per motius de consum d'energia, ASK s'implementa principalment com a teclat ON-OFF (OOK). El repte és trobar un concepte o disseny d’antena que representi un compromís perfecte entre cost i rendiment. Cal un disseny clar de RF per complir les normatives.

Enllaços bidireccionals per al control remot de RF:

Es poden utilitzar controls remots de gamma alta basats en enllaços RF bidireccionals. A més de l'enllaç del controlador remot al dispositiu controlat, hi ha un enllaç addicional cap enrere del dispositiu al controlador. Aquest enllaç cap enrere es pot utilitzar per assegurar la robustesa de l'enllaç remot mitjançant protocols de negociació de mans i donar comentaris a l'usuari. Els enllaços RF bidireccionals s’implementen mitjançant IC de transceptor RF que inclouen un receptor RF i un transmissor RF compartint un sol PLL i una sola antena.

Protocols per a la comunicació RF:

Imatge

Per millorar la robustesa de l'enllaç RF, sovint es generen i es transmeten valors de comprovació de redundància cíclica (CRC) com a part del quadre. El receptor pot identificar clarament qualsevol error de bit, recalculant els valors CRC de la trama de dades rebuda i en comparació amb el generat abans de la transmissió. El nivell de càrrega de la bateria del transmissor es pot senyalitzar amb un camp de dades complet de 4 o 8 bits que representi la tensió de la bateria mesurada. Els sistemes permeten la comunicació unidireccional entre dos nodes, és a dir, la transmissió i la recepció.

Els mòduls de RF s'han utilitzat juntament amb un conjunt de codificadors i descodificadors de quatre canals. HT-12E i HT-12D o HT-640 i HT-648 són els codificadors i descodificadors més utilitzats respectivament en la comunicació RF. El codificador s'utilitza per codificar dades de transmissió mentre la recepció la descodifica. El codificador s'utilitzarà per transmetre les dades de forma seriada en lloc d'enviar-les en paral·lel. Aquests senyals es transmeten en sèrie a través de RF fins al punt de recepció. El descodificador s'utilitza per descodificar les dades de sèrie al receptor i les cobertes com a dades paral·leles.

Aplicacions de la comunicació RF

La comunicació de RF s’utilitza principalment per a dades sense fils, aplicacions de transferència de veu i aplicacions domòtiques, aplicacions de control remot i aplicacions orientades a la indústria.

Per exemple, en aplicacions domòtiques podem utilitzar commutadors controlats per RF en lloc d’interruptors convencionals. Amb aquest propòsit, es pot utilitzar un comandament a distància RF per controlar llums i altres dispositius sense moure’s a altres llocs. Aquesta aplicació és útil sobretot per a persones amb discapacitat física. En aplicacions orientades a la indústria per controlar robots i vehicles es pot utilitzar la comunicació RF. Els vehicles robot s’utilitzen generalment en operacions de risc que els humans no poden realitzar. Per a això, es necessita una unitat transmissora per controlar el moviment dels vehicles dels robots.

Unitat de transmissió de RF per controlar el vehicle robot

Unitat de vehicle robotitzada controlada per una unitat de transmissió de RF

A causa de molts motius, la transmissió a través de RF és millor que la IR (infrarojos). En primer lloc, el senyal mitjançant RF pot recórrer distàncies més grans, cosa que el fa adequat per a aplicacions de llarg abast. La IR funciona principalment en mode de visió, però els senyals de RF poden viatjar fins i tot quan hi ha una obstrucció entre el transmissor i el receptor. La transmissió de RF té una alta fiabilitat que les comunicacions remotes per infraroig. Les comunicacions de RF utilitzen una freqüència específica, però l'IR no utilitzarà un interval específic i es veuran afectades per altres fonts d'emissió d'IR.

Crèdit fotogràfic

• Imatge de fitxers creativentechno